APUE学习笔记——5缓冲Buffering、流、文件对象

缓冲的几个基本概念

    缓冲的作用：减少系统read和write的次数。

全缓冲

        系统标准I/O缓冲区被写满时才进行真正的I/O操作。

        磁盘文件一般使用全缓冲

        全缓冲使用malloc来分配缓冲区

行缓冲

        系统遇到换行符时进行真正的I/O操作。

        Terminal一般使用行缓冲

        行缓冲有固定的size，当这个固定size的行缓冲区被填满时，不管有没有遇到换行符都开始进行一次I/O操作。

        行缓冲在得到输入数据时，会自动刷新输出流。这里说的得到数据，指的时数据在输入流中， 并不要求输入的数据一定被内核读取了。

不带缓冲的流

        没有缓冲区，直接写入文件。

        标准错误流默认使用不带缓冲。

刷新flush

        在使用全缓冲或者行缓冲时，即使我们的缓冲区未被写满（全缓冲）、或者还没遇到换行符（行缓冲），（也就是还没达到进行真正I/O的默认条件），只要我们使用flush，那么就会立即执行I/O操作，将数据流填入内核。

#include <stdio.h>
int fflush(FILE *fp);

ISO C的要求

        标准输入、输出流：当且仅当I/O操作不涉及交互式设备的时候，使用全缓冲

        标准错误：永远不适用全缓冲（ps：应该是考虑遇到特殊故障，如果使用全缓冲可能无法记录错误，比如突然断电，可能缓冲区内 
          数据就无法进行记录。）

一般情况（Most implementation）：

        标准错误：使用不带缓冲区的流

        其它流：涉及到Terminal时使用行缓冲，其它情况使用全缓冲

改变数据流缓冲类型

    setbuf和setvbuf可以用来改变数据流的缓冲类型

 

#include <stdio.h>
void setbuf(FILE *restrict fp,char *restrict buf);
int setvbuf(FILE *restrict fp,char *restrictbuf,intmode,size_tsize);
                                                    Returns: 0 if OK, nonzero on error 

intmode 可以取以下值：

_IOFBF fully buffered
_IOLBF line buffered
_IONBF unbuffered

setbuf和setvbuf的具体功能如Figure5.1所示：

    

        对于setbuf来说，如果buf参数为空，则关闭数据流的缓冲功能；如果buf的值不为空，指向一个缓冲区，那么就将缓冲类型设置为全缓冲（一些系统实现了当数据流来自Terminal时，设置为行缓冲）

        对于setvbuf的_IPFBF和_IOLBF，如果buf为空，则为系统默认缓冲区，如果buf不为空，则使用用户自定义的缓冲区。

流

        当一个文件被打开时，可以获得文件描述符。通过文件描述符可以对文件进行I/O操作。而I/O操作是通过流完成的。

流的定向：

        在Unix系统中，使用 ASCII标准时，一个字符可能用一个字节表示，这是流导向为字节导向；使用国际标准时，一个字节可能用两个字节表示，这是流定向为宽字符定向。

fwide

#include <stdio.h>
#include <wchar.h>
int fwide(FILE *fp,intmode);

功能：

        设置流定向

参数：

        fp：打开的文件描述符

        intmode：带符号的int值，

            正数：表示宽字符定向

            负数：表示字节定向

            0： 
  表示不进行定向设置

返回值：

        流的定向，与intmode类似。

文件对象File object

        使用fopen打开文件时，会创建一个指向FILE型的的文件对象的指针。

        FILE对象几乎包括所有对文件的I/O操作所需要的信息。